พฤติกรรมการรับแรงดัดของคานเหล็กปีกกว้างเสริมกำลังด้วยแผ่นพอลิเมอร์เสริมเส้นใยคาร์บอน

งานวิจัยนี้ศึกษาพฤติกรรมการดัดภายใต้น้ำหนักบรรทุกแบบสถิต ของคานเหล็กปีกกว้าง W150x21.1kg/m เสริมกำลังด้วยพอลิเมอร์เสริม เส้นใยคาร์บอน (CFRP plate) โดยการทดสอบคานช่วงเดียวแบบการกด 4 จุด จำนวนทั้งหมด 6 คาน มีช่วงคานทดสอบ 1800 มิลลิเมตร ตัวแปร หลักในการศึกษาได้แก่ จำนวนชั้นของแผ่น CFRP การเสริมแผ่นเหล็กรับแรงอัดที่ปีกด้านบน การเสริมสมอยึดที่ปลาย (End-Anchor) เพื่อลดการหลุดร่อนของ CFRP และการเสริมแผ่นค้ำด้านข้างคาน (Steel Stiffener) เพื่อลดการโก่งที่เอวของคาน คานตัวที่ 1 ถูกใช้เป็นคานควบคุมโดยไม่มีการเสริมกำลัง คานตัวที่ 2 และ 3 เสริมกำลัง ด้วย CFRP ที่ปีกล่างของคานจำนวน 1 และ 2 ชั้นตามลำดับ ส่วนคานตัวที่ 4 ถูกเสริมด้วย CFRP จำนวน 1 ชั้นที่ปีกล่างของคาน มีการเสริมแผ่นค้ำ ด้านข้าง (Steel Stiffener) และ การเสริมสมอยึดที่ปลายของ CFRP คานตัวที่ 5 และ 6 คล้ายกันกับคานตัวที่ 4 แต่เพิ่มจำนวน CFRP เป็น 2 ชั้น และมีการเสริมแผ่นเหล็กรับแรงอัดที่ปีกด้านบน เพื่อให้มั่นใจว่าคานจะเกิดการวิบัติที่ปีกด้านล่าง ผลการศึกษาพบว่าการเสริมกำลังด้วย CFRP plate เป็นการเพิ่มความสามารถ ในการรับนํ้าหนักบรรทุกที่จุดครากและน้ำหนักบรรทุกสูงสุด นอกจากนั้นยัง ลดการเสียรูปในช่วงอิลาสติก การเสริมแผ่นค้ำด้านข้างคานช่วยลดการวิบัติ โดยการโก่งงอเฉพาะที่ที่ปีกบนและเอวของคานทำให้คานรับนํ้าหนักบรรทุก ได้มากขึ้น การเสริมสมอยึดที่ปลายทำให้ CFRP plate ไม่เกิดการหลุดล่อน ที่ปลายทำให้ความสามารถในการรับนํ้าหนักบรรทุกและความเหนียวเพิ่มขึ้น การเสริม Cover Plate ทำให้ลดการโก่งงอเฉพาะที่ของปีกบน และเพิ่มกำลังรับโมเมนต์ดัดของคาน การใช้กาวอีพ็อกซี่ในการยึด Cover Plate กับปีกบนของคาน ทำให้กำลังรับโมเมนต์ดัดของคานมากกว่าการใช้สลักเกลียวในการยึดอย่างมีนัยสำคัญ